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安全关键自动驾驶汽车的应急规划:综述与展望

系统与控制 2026-01-22 v1 系统与控制

摘要

应急规划是一种架构能力,使自动驾驶汽车能够预测并缓解离散的高影响危险,如传感器故障和对抗性交互。本文对该领域进行了全面综述,将分散的文献综合为统一的逻辑条件混合控制框架。在此形式体系中,我们将方法分为两种不同的范式:响应式安全,通过强制执行安全约束或执行故障安全机动来应对已实现的危险;主动式安全,通过对潜在模态转换进行分支来优化未来的应对策略。此外,我们提出了一种细粒度分类法,将该领域划分为外部应急(环境与交互危险)和内部应急(系统故障)。通过批判性比较分析,我们揭示了一个根本性的结构分歧:内部故障主要通过响应式故障安全机制解决,而外部交互不确定性则越来越需要主动式分支策略。此外,我们识别出一个关键的方法论分歧:物理危险通常通过形式化保证来管理,而语义和分布外异常目前严重依赖经验验证。最后,我们指出了在弥合理论保证与实际验证之间差距方面的开放性挑战,倡导采用混合架构和标准化基准测试,以推动应急规划从理论构建走向可认证的实际部署。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.14880,
  title  = {Contingency Planning for Safety-Critical Autonomous Vehicles: A Review and Perspectives},
  author = {Lei Zheng and Luyao Zhang and Peiqi Yu and Yifan Sun and Sergio Grammatico and Jun Ma and Changliu Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14880},
  year   = {2026}
}

备注

23 pages, 6 figures